This study analyzes the importance and implementation of countermeasures to reduce safety accidents that may occur during fishing in coastal gillnet fishing. Safety accidents that may occur in coastal gillnet fishing were classified into 56 measurement items in six areas: slips and trips, contact with machinery, falls, struck by object, musculoskeletal symptoms, and electrical shock. 35 fishermen belonging to coastal gillnet associations in Tongyeong and Namhae were selected as samples, and the importance and implementation of the proposed measurement items were investigated in the field. In addition, the results were evaluated visually by IPA analysis. As a result of the analysis, the importance of struck by object was the highest, and the implementation of slips and trips was the highest. On the other hand, prevention of musculoskeletal damage was found to be the lowest in both importance and implementation. The area with the most significant difference in importance and implementation by the classified area for measurement items was struck by object, and the area with the minor difference was slips and trips. Among the measurement items, the importance is highly recognized, but there are items with low implementation. To improve their level of implementation, countermeasures such as continuous education, economic support, and structural change of fishing boats should be prepared; moreover, policy support activities for implementation should be carried out.

본 연구의 목적은 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향에 미치는 영향 을 알아보는 것이다. 또한 이 과정에서 학생들이 공학설계 기반 수업에서 접하는 흥미로운 점을 파악하고자 하였다. 본 연구에서는 공학설계를 전공한 교수 1명과 석사 이상의 공학설계 전문가 5명이 함께 공학설계를 기반으로 한 6차시의 과학수업을 개발하여 검토하였다. 수업의 주제는 실제 오션 클린업 프로젝트에서 구현된 방법을 기반으로 해양 오염을 줄이기 위한 과학 및 공학적 해결과정의 설계 및 구현으로 선정되었다. 공학설계 과정은 NGSS(2013)에서 제시한 공학 설계 모형을 활용하였으며, 최적화 과정을 통해 재설계를 경험할 수 있도록 구성하였다. 효과를 검증하기 위해 Park et al.(2019)이 개발한 STEAM 태도 설문지 및 Kang and Nam(2016)이 개발한 창의공학적 문제해결성향 검사 도구를 사 용하였다. 효과성 검정을 위한 통계분석을 위해 사전 및 사후 t-검정을 사용하였다. 또한, 학습자가 경험한 흥미로운 점 의 내용은 기술적인 응답을 받아 전사하고, 중심도 분석을 통해 분석 및 시각화하였다. 결과는 과학 수업에서 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향 모두에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 확인하였다 (p< .05). 또한, 비정형 데이터 분석 결과, 학습자가 학습에 관심을 갖는 요인으로 이공계 지식, 공학적 경험, 협동과 협 업이 나타나 공학적 경험이 중심 요인임을 확인하였다.

현재의 해양산업의 기술은 스마트 선박 및 자율운항선박 등의 개발과 같은 자율화 및 지능화와 환경규제의 강화에 맞추어 선 박의 운항 효율성을 개선하는 친환경 선박을 위한 기술이 함께 개발되고 있다. 이러한 흐름에 맞추어, 세계각국에서는 선박의 안전운항을 보장하는 선에서 선박운항효율을 극대화하기 위해 다양한 방식으로 노력하고 있다. 본 연구에서는, 현존하는 선박운항효율 개선 기술이 운항 당시의 기상환경, 선박조종 등의 선박운항상태를 실시간으로 반영하지 못하는 문제를 개선하기 위해, 선박에서 수집한 선박운항데 이터를 활용하여 실시간 선박운항효율 분석모델을 개발하고자 한다. 본 연구의 실시간 선박운항효율 분석모델은 연료소모를 기준으로 판 단한 선박운항효율과 당시의 선박운항상태를 감안하여 판단한 선박운항효율을 비교하여, 식별된 선박운항효율의 타당성을 확인할 수 있 는 모델이다. 분석의 주요 내용은 대상선박의 선정과 선박운항데이터의 수집, 선박운항효율 특성과 선박운항상태 특성의 구분, 그리고 이 를 활용한 분류모델의 개발을 포함한다. 연구의 결과는 기존의 선박운항효율과 항해 당시 선박운항상태를 감안한 운항효율을 제시하여 선박 운항자의 의사결정을 지원하여 운항효율을 개선하고자 한다.

본 연구는 딥러닝을 위한 비선형 변환 접근법을 사용하여 Single-lap joint의 접착 영역을 조사하기 위한 진동 응답 기반 탐지 시스템 을 제시한다. 산업 혹은 공학 분야에서 분해가 쉽지 않은 구조 내에 보이지 않는 부분의 상태와 접착된 구조의 접착 부위 상태를 알기 어려운 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구는 비선형 변환을 이용하여 기준 시편의 진동 응답으로 다양한 시편의 접착 면적을 조사하는 탐지 방법을 제안한다. 이 연구에서는 CNN 기반 딥러닝으로 진동 특성을 파악하기 위해 비선형 변환을 적용한 주파 수 응답 함수를 사용했고 분류를 위해 가상의 스펙트로그램을 사용했다. 또한, 제시된 방법을 검증하기 위해 알루미늄, 탄소섬유복합 재 그리고 초고분자량 폴리에틸렌 시편에 대한 진동 실험, 분석적 해, 유한요소해석을 수행했다.

Gas turbine engines are widely used as prime movers of generator and propulsion system in warships. This study addresses the problem of designing a DS-based PID controller for speed control of the LM-2500 gas turbine engine used for propulsion in warships. To this end, we first derive a dynamic model of the LM-2500 using actual sea trail data. Next, the PRC (process reaction curve) method is used to approximate the first-order plus time delay (FOPTD) model, and the DS-based PID controller design technique is proposed according to approximation of the time delay term. The proposed controller conducts set-point tracking simulation using MATLAB (2016b), and evaluates and compares the performance index with the existing control methods. As a result of simulation at each operating point, the proposed controller showed the smallest in , which means that the rpm does not change rapidly. In addition, IAE and IAC were also the smallest, showing the best result in error performance and controller effort.

기술의 발전에 따라 전 세계적으로 교량은 대형화되고 있으며, 또한 노후 교량의 수도 급격히 증가하고 있다. 이들 대형, 노후 교량 에 대한 구조건전성 모니터링은 대형 사고 예방을 위해 필수적이다. 본 연구에서는 LoRa LPWAN 기반 무선계측시스템의 적용에 대 한 연구를 수행하였으며, 전남 신안군에 위치한 천사대교의 사장교 구간에 LoRa 무선계측시스템을 구축하였다. 교량의 주탑, 케이블, 보강거더에 대하여 계측시스템을 구축하여 기구축되어 운영 중인 유선기반 모니터링 시스템과 성능 및 경제성을 비교하여 LoRa LPWAN 기반 무선 모니터링 시스템의 대형 교량에서의 적용성을 검토하였다.

In this study, the second-order Nomoto’s nonlinear expansion model was implemented as a Tagaki-Sugeno fuzzy model based on the heading angular velocity to design the automatic steering system of a ship considering nonlinear elements. A Tagaki-Sugeno fuzzy PID controller was designed using the applied fuzzy membership functions from the Tagaki-Sugeno fuzzy model. The linear models and fuzzy membership functions of each operating point of a given nonlinear expansion model were simultaneously tuned using a genetic algorithm. It was confirmed that the implemented Tagaki-Sugeno fuzzy model could accurately describe the given nonlinear expansion model through the Zig-Zag experiment. The optimal parameters of the sub-PID controller for each operating point of the Tagaki-Sugeno fuzzy model were searched using a genetic algorithm. The evaluation function for searching the optimal parameters considered the route extension due to course deviation and the resistance component of the ship by steering. By adding a penalty function to the evaluation function, the performance of the automatic steering system of the ship could be evaluated to track the set course without overshooting when changing the course. It was confirmed that the sub-PID controller for each operating point followed the set course to minimize the evaluation function without overshoot when changing the course. The outputs of the tuned sub-PID controllers were combined in a weighted average method using the membership functions of the Tagaki-Sugeno fuzzy model. The proposed Tagaki-Sugeno fuzzy PID controller was applied to the second-order Nomoto’s nonlinear expansion model. As a result of examining the transient response characteristics for the set course change, it was confirmed that the set course tracking was satisfactorily performed.

This study investigates the effect of the DDL (Data-Driven Learning) approach on the English sentence writing ability of 6th graders in elementary school. To this end, a total of seven English textbooks were used to build a corpus. Five teachers were then asked to conduct five lessons using a weak version of DDL in their 6-grade EFL classrooms. Students were asked to complete a pre- and post-test and a pre- and post-survey, and a selected number of students and four of the five teachers had in-depth interviews with the researcher. The results are as follows: First, DDL using the textbook corpus was found to be adequate for helping elementary students improve their sentence-writing ability. Second, DDL had a significant effect on upper, middle, and lower level groups of students. Third, the students felt that DDL was neither unfamiliar nor difficult. Fourth, teachers with little teaching experience found it easy to conduct their classes using the DDL approach. This study implies that DDL is an effective approach to teaching communicative functions and language forms in the elementary English classroom and can be useful for all levels of elementary students.

한국의 다문화교육은 이주 배경 학생들을 대상으로 하는 교육이 주를 이루고 있다. 본 연구의 목적은 한국 다문화교육의 한계를 극복하기 위 해 비판적 다문화주의에 기반한 중등학교 학생들의 다문화 인식개선을 위한 교육 모델을 제시하는 것이다. 교육 모델은 김포지역 중고등학교 학생을 대상으로 진행한 교육사례를 바탕으로 하고 있다. 그리고 ‘다문화 인식개선’의 의미는 다문화교육의 한계를 극복하고 다문화에 대한 고정 관념을 개선한다는 의미를 내포하고 있다. 제시한 교육 모델은 모든 학 생을 대상으로 하며, 비판적 다문화주의에 기초하여 다문화 인식개선 교 육을 통해 이루고자 하는 가치는 권력관계의 변화를 추구하고 이주민을 삶의 주체로 인식하며 주체적으로 참여하여 변화를 추구하는 것이다. 가 치를 이루기 위해 교실 권력이 교사에게 집중되지 않도록 교실을 배치하 였다. 수업은 동기유발-주제 접근-주제 심화-실천으로 구성하였다. 교육 주제를 이주민으로 한정하지 않고 젠더, 장애, 노동, 환경, 이주민, 난민 등으로 확대하여 차별이 발생하는 기제를 알아내고 그것을 금지 시키는 방법을 대화와 토론을 통해 찾아내고 학습자가 실천 방법까지 성찰할 수 있도록 하였다.

고성능 콘크리트(HPC) 압축강도는 추가적인 시멘트질 재료의 사용으로 인해 예측하기 어렵고, 개선된 예측 모델의 개발이 필수적 이다. 따라서, 본 연구의 목적은 배깅과 스태킹을 결합한 앙상블 기법을 사용하여 HPC 압축강도 예측 모델을 개발하는 것이다. 이 논 문의 핵심적 기여는 기존 앙상블 기법인 배깅과 스태킹을 통합하여 새로운 앙상블 기법을 제시하고, 단일 기계학습 모델의 문제점을 해결하여 모델 예측 성능을 높이고자 한다. 단일 기계학습법으로 비선형 회귀분석, 서포트 벡터 머신, 인공신경망, 가우시안 프로세스 회귀를 사용하고, 앙상블 기법으로 배깅, 스태킹을 이용하였다. 결과적으로 본 연구에서 제안된 모델이 단일 기계학습 모델, 배깅 및 스태킹 모델보다 높은 정확도를 보였다. 이는 대표적인 4가지 성능 지표 비교를 통해 확인하였고, 제안된 방법의 유효성을 검증하였다.

본 논문에서는 구조물의 부분 변위값으로 전체 구조물의 변위 형상을 예측할 수 있는 인공지능 학습기법을 개발하였으며, 개발된 기술의 성능을 실험을 통해 평가하였다. 3차원 공간에서 변위 형상 및 노드 위치 좌표의 특성을 학습에 반영할 수 있는 Image-to-Image 변위 형상 학습과 위치 특징을 결합한 변위 상관 학습 방법을 제시하였다. 개발된 인공지능 학습방법의 성능을 평가하기 위해 목업 구 조 실험을 진행하였고, 3D 스캔으로 측정한 변위값과 인공지능으로 예측한 결과를 비교하였다. 비교 결과 인공지능 예측 결과는 3D 스캔 측정 결과에 비해 5.6~5.9%의 오차율을 보여 적정 성능을 보였다.

PURPOSES : The primary purpose of this study is to develop a framework for predicting the demand and distribution of pedestrians when an open space zone is built at the top through the undergroundization of the Gyeongin Expressway. METHODS : After analyzing the current status through a survey on the number of people, students, surrounding traffic volume, and future socioeconomic indicators, the rate of change in the floating population and the rate of increase and decrease in the traffic volume of pedestrians were calculated to evaluate the effect. In addition, microscopic analysis results were derived by setting a pedestrian analysis zone (PAZ). A walking environment index (WEI) was developed that can quantitatively evaluate the degree of walking activation by indicating walking-related surrounding environmental factors. Based on this, a walking demand prediction model was developed. In addition, the results were validated by calculating the walking volume through a micro-simulation in/around the open space zone. RESULTS : The number of crosswalks and schools, transit development indicators, and pedestrian volume increased as the WEI value increased. However, the log form of the distance was observed to be a factor that reduced walking. CONCLUSIONS : This study attempted to reliably predict the demand for walking on the Gyeongin Expressway by calculating the amount of induced walking and the amount of passing walking. The pedestrian demand can be boosted by improving walking environments.

We propose a method for developing an in-pipe inspection robot based on multiple inertial sensors. Estimating the position of underground pipelines where satellite signals do not reach remains challenging. High-precision inertial sensors and high-tech mobile robots can be solutions, but their high price limits their general use. We developed an in-pipe inspection robot by combining various low-cost sensors with a microcomputer-based RC car platform. First, we fabricated a multi-inertial sensors module by combining commercial grade low-cost MEMS inertial sensors. The sensor values measured by the multi-inertial sensor are transmitted to the main computer through the MCU, and the attitude angle of the vehicle is finally calculated through the inverse variance weighted average. The travel distance of the robot is estimated by using hall sensors and neodymium magnets attached to the inside of the wheels. Also, we measured the pipe diameter using multiple ultrasonic sensors. We verified the estimation accuracy of each sensor through experiments and consequently estimated the 3D trajectory of the in-pipe robot.

This paper proposes a method to improve the position control synchronization performance by synchronizing the controller operation between servo drives based on the synchronization signal of the EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)distributed clock. In order to synchronize the operation of the controller between the servo drives, the phase of the operating frequency of the PWM(Pulse Width Modulation) module for motor control was synchronized based on the synchronization signal. At this time, the operation sequence of the current, speed, and position controller of the servo drive operating based on the PWM operating frequency was rearranged. Therefore, the servo drives on the network run the same controller at the same time. And the time at which the master's command is reflected to the drive's controller and the time at which the drive's status information is acquired coincided among the drives. After establishing an experimental environment in which servo drives are arranged in the EthercCAT network system, we verified that the position synchronization performance between servo drives applying the proposed method is improved.

본 논문에서는 AI 기반 설계 탐색 기법을 활용하여 선박의 주요 치수 최적화를 수행하였다. 설계 탐색 기법은 최적화 프로그램 HEEDS의 SHERPA 알고리즘을 사용하였다. 유동 해석은 상용 CFD 코드인 STAR-CCM+를 사용하였고, 주요 치수 변환은 전처리 과정에서 JAVA Script와 Python을 사용하여 선박의 치수가 자동으로 변환되도록 설정하였다. 대상 선박은 소형 쌍동선형으로 주요 치수 최적화는 한쪽 선형의 길이, 폭, 흘수 그리고 단동선형 간의 간격에 대하여 수행되었다. 최적화 알고리즘에 사용된 목적함수는 총저항이며, 내부 의 장 시스템의 크기 등을 고려한 배수 체적의 범위를 제한조건으로 선정하였다. 그 결과 최적 선형의 주요 치수는 기존 선형 대비 ±5% 내 에서 변화가 있었고 총저항은 약 11% 개선된 결과를 보였다. 본 연구를 통해 선박의 형상을 직접 변경하지 않더라도 주요 치수 최적화를 통해 선박의 저항 성능이 향상됨을 확인하였고, 다양한 선박의 주요 치수 최적화를 통한 성능 향상에 활용이 될 것으로 기대한다.

선박은 화물 운송의 효율을 증대시키기 위해 대형화되는 추세이다. 선박 대형화는 선박 작업자의 이동시간 증가, 업무 강도 증가 및 작업 효율 저하 등으로 이어진다. 작업 업무 강도 증가 등의 문제는 젊은 세대의 고강도 노동 기피 현상과 맞물러 젊은 세대의 노동력 유 입을 감소시키고 있다. 또한 급속한 인구 노령화도 젊은 세대의 노동력 유입 감소와 복합적으로 작용하면서 해양산업 분야의 인력 부족 문 제는 극심해지는 추세이다. 해양산업 분야는 인력 부족 문제를 극복하기 위해 지능형 생산설계 플랫폼, 스마트 생산 운영관리 시스템 등의 기술을 도입하고 있으며, 스마트 자율물류 시스템도 이러한 기술 중의 하나이다. 스마트 자율물류 시스템은 각종 물품들을 지능형 이동로봇 을 활용하여 전달하는 기술로서 라이다, 카메라 등의 센서를 활용해 로봇 스스로 주행이 가능하도록 하는 것이다. 이에 본 논문에서는 이동 로봇이 선박 갑판의 통행로를 감지하여 stop sign이 있는 곳까지 자율적으로 주행할 수 있는지를 확인하였다. 자율주행은 Nvidia의 End-to-end learning을 통해 학습한 데이터를 기반으로, 이동로봇에 장착된 카메라를 통해 선박 갑판의 통행로를 감지하여 수행하였다. 이동로봇의 정지 는 SSD MobileNetV2를 이용하여 stop sign을 확인하여 수행하였다. 실험은 약 70m 거리의 선박 갑판 통행로를 이동로봇이 이탈 없이 주행 후 stop sign을 확인하여 정지하는지를 5회 반복 실험하였으며, 실험 결과 경로이탈 없이 주행하는 결과를 얻을 수 있었다. 이 결과를 적용한 스 마트 자율물류 시스템이 산업현장에 적용된다면 작업자가 작업 시 안정성, 노동력 감소, 작업 효율이 향상될 것으로 사료된다.

해양사고 발생시 실종자는 해양에 노출된 시간이 길어질수록 생존확률이 빠르게 감소하기 때문에 인명구조를 위해서는 신 속한 수색이 필요하다. 또한 해양의 수색영역은 육상에 비해서 매우 넓기 때문에 효율적인 수색을 위해서는 선박을 이용한 육안수색보 다는 인공위성이나 항공기에 탑재된 센서를 이용한 해상 객체 탐지 기술의 적용이 필요하다. 본 연구는 항공기에 탑재된 초분광 영상 센서를 이용하여 해양에서 객체를 신속하게 탐지하기 위한 목적으로 진행되었다. 초분광 영상 센서로 촬영된 영상은 8,241 × 1,024의 공간 해상도를 가지며, 한 화소당 0.7 m의 분해능과 127개의 스펙트럼으로 구성된 대용량의 데이터이다. 본 연구에서는 이러한 데이터 를 신속하게 분석하기 위한 목적으로 DBSCAN을 사용한 해수 식별 알고리즘과 밀도 기반의 육지 제거 알고리즘을 결합한 해상 객체 탐지 모델을 개발하였다. 개발한 모델은 초분광 영상에 적용하였을 때 약 5 km2의 해상 영역을 100초 내로 분석할 수 있는 성능을 보 였다. 또한 개발한 모델의 탐지 정확도를 평가하기 위해서 항공기를 이용하여 목포, 군산, 여수 지역의 초분광 영상을 촬영하였으며, 본 연구에서 개발한 탐지 모델에 적용한 결과, 실험 영상 내의 선박들을 90 %의 정확도로 탐지할 수 있는 결과를 얻었다. 본 연구에서 개발된 기술은 소형 선박의 수색·구조 활동을 지원하는 중요한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

Welding is one of representative manufacturing processes in the industrial field. Cryogenic storage containers are also manufactured through welding, and conversion to laser welding is issue in the field due to many advantages. Since welding causes thermal-elastic deformation, design considering distortion is required. Prediction of distortion through FEM is essential, but laser welding has difficulties in the field because there is no representative heat source model. The author presented the model that can cover various models using a multi-layer heat source model in previous studies. However the previous study has a limitation which is a welding heat source model must be derived after performing bead on plate welding. Thus this study was attempted to estimate the welding heat source parameters by comparing the shape of bead under various conditions. First, the difference between penetration shape and welding heat source parameters according to welding power was analyzed. The radius of the welding heat source increased according to the welding power, and the depth of the welding heat source also increased. The correlation between the penetration shape and the welding heat source parameter appears at a similar rate, however the follow-up research is necessary with more model data.

본 연구에서는 미용분야 창업 활성화를 위해 소셜 빅데이터 분석을 탐색적 데이터 분석(EDA) 을 기반으로 하여 2019년부터 2021년 동안 각 년도별로 기간을 구분하여 ‘미용창업’에 대한 수요 변화와 감정 및 의미 차이의 특징적인 패턴을 도출하고자 하였다. ‘미용창업’ 키워드를 주제로 연관된 검색어를 추 출한 결과 창업에 필요한 전문적인 창업교육 보다는 미용관련 기술을 배울 수 있는 기관이나 자격증에 더 많은 관심을 보였으며, 이는 정부 및 지자체에서 여러 가지 창업지원 정책들이 마련되고 있음에도 불구하 고 여전히 전문적인 창업교육의 중요성을 인식하지 못하고 있는 것으로 파악할 수 있으며, 이에 대한 대안 으로 미용분야 창업을 성공적으로 이루기 위한 전공별 맞춤형 창업교육 프로그램을 개발하는 것이 필요할 것으로 사료된다. 탐색적 데이터 분석을 통해 가설을 설정하고 전통적인 확증적 데이터 분석(CDA)을 결합 하여 가설을 검증한다. 미용 창업을 위한 탐색적 데이터 분석 방법이 존재한 적은 없으며, 정식 창업교육의 필요성을 언급하기보다는 미용창업에 대한 관심 변화와 예비창업자의 요구사항을 탐색적 데이터로 분석한 다면 맞춤형 창업 프로그램 개발에 도움이 될 것이라고 확신한다.

고속철도 교량은 열차 하중에 의한 공진으로 인한 동적응답 증폭의 위험이 존재하므로 설계기준에 따른 동적해석을 통한 주행안전 성 및 승차감 검토를 반드시 수행하여야 한다. 그러나 주행안전성 및 승차감 산정 절차는 열차의 종류별로 임계속도를 포함하여 설계 속도의 110km/h까지 10km/h 간격으로 동적해석을 일일이 수행해야 하므로 많은 시간과 경비가 소요된다. 이 연구에서는 딥러닝 알 고리즘을 활용하여 별도의 동적해석 없이 주행안전성 및 승차감을 사전에 예측할 수 있는 딥러닝 기반 예측 시스템 개발하였다. 제안 된 시스템은 철도교량의 열차별, 속도별 동적해석 결과를 학습한 후 학습 완료된 신경망을 기반으로 한 예측 시스템이며, 열차속도, 교량 특성 등의 입력파라미터에 따른 주행안전성 및 승차감 산정 결과를 사전에 예측할 수 있다. 제안된 시스템의 성능을 확인하기 위 하여 단경간 직선 단순보 교량을 대상으로 한 주행안전성 및 승차감 예측을 수행하였고, 주행안전성 및 승차감 산정을 위한 상판 연직 변위 및 상판 연직가속도를 높은 정확도로 예측할 수 있음을 확인하였다.